[发明专利]一种静压气浮轴承的性能检测装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种静压气浮轴承的性能检测装置，属于精密设备的性能检测领域。

背景技术：

静压气浮轴承是以一定压力亚音速流动的气体作为润滑介质的一种无摩擦/极低摩擦的支撑元件，具有精度高、无磨损、清洁、无污染、寿命长、免维护、低发热、结构设计灵活、耐高/低温及原子辐射等特点，广泛应用在三坐标测量机、高精度数控加工、生物芯片技术、光纤对接、以及微型机械零件的操纵、装配和精密定位、加工等领域。随着制造工艺和测量技术的飞速发展，加工技术不断向极限加工、超高精度和更高效率的方向迈进，促使加工设备日益大型化甚至巨型化，加工设备的精度不断提高。因此，对静压气浮轴承的承载能力和刚度等性能指标提出了越来越高的要求。

为满足工业领域对静压气浮轴承的要求，需定量和定性分析影响轴承性能的各个因素，并根据其影响程度进行集成参数优化，使轴承的性能指标达到最优。然而目前的检测装置只能检测静压气浮轴承的性能与轴承的形状、节流方式、几何参数和供气压力之间关系，而影响轴承性能的直接因素：轴承内气体的压力分布却无法直接检测，不能直接分析上述各因素引起轴承内气体的压力变化情况，很难准确得出影响轴承内气体压力分布的直接原因，无法据此对轴承结构参数和工作状态进行优化，给轴承的性能分析、结构参数优化以及静压气浮轴承理论分析的实验验证带来了困难。

针对上述问题，本发明提出了一种静压气浮轴承性能的检测装置，可以检测不同几何形状静压气浮轴承在不同供气压力和不同气膜厚度下，轴承的承载能力和刚度以及轴承内气体的压力分布，定性和定量分析影响轴承内气体压力分布的因素，对于轴承结构参数的优化设计、提高静压气浮轴承的性能以及理论分析的实验验证等都具有重要意义。

发明内容：

本发明之目的是：提出一种静压气浮轴承的性能检测装置，能够检测不同几何形状静压气浮轴承在不同供气压力、气膜厚度下，轴承的承载能力、刚度和轴承内气体的压力分布。

为了实现本发明之目的，拟采用以下技术方案：

本发明的结构至少包括：

基座、薄膜压力传感器、调压阀、进气管、气体压力表、被测静压气浮轴承、压板、轴承固定件、轴承连接件、线性驱动器连接件、限位螺栓、线性驱动器、机架、支架、力传感器、位移传感器、从动齿轮、主动齿轮、驱动电机和旋转编码器，

其特征在于：

上述的薄膜压力传感器固定在基座上，调压阀和气体压力表安装在进气管上，被测静压气浮轴承通过压板、轴承固定件、轴承连接件、线性驱动器连接件以及限位螺栓安装到线性驱动器上，线性驱动器与机架固定，机架固定在支架上，力传感器固定在线性驱动器连接件上，位移传感器固定在被测静压气浮轴承上和基座上，驱动电机固定在基座上，旋转编码器安装在驱动电机下部，驱动电机是通过主动齿轮和从动齿轮驱动支架转动的。

通过线性驱动器轴向运动来控制被测静压气浮轴承与基座上表面的距离，利用薄膜压力传感器测量轴承内气体的压力分布，位移传感器测量气膜厚度，力传感器测量线性驱动器施加到静压气浮轴承的驱动力，进气体压力表测量被测静压气浮轴承的供气压力，上述装置为实现不同供气压力和不同的气膜厚度下检测被测静压气浮轴承的承载能力、刚度和轴承内气体的压力分布创造了条件，本发明结构简单，使用方便，易于实现。

附图说明：

图1示意了本发明进行静压气浮轴承性能检测的工作状态。

图2是图1的俯视图。

图3示意了本发明未进行静压气浮轴承性能检测的初始状态。

图4是图3的俯视图。

1、基座；2、薄膜压力传感器；3、调压阀；4、进气管；5、气体压力表；6、被测静压气浮轴承；7、压板；8、轴承固定件；9、轴承连接件；10、线性驱动器连接件；11、限位螺栓；12、线性驱动器；13、机架；14、支架；15、力传感器；16、位移传感器；17、从动齿轮；18、主动齿轮；19、驱动电机；20、旋转编码器。

具体实施方式：

本发明的薄膜压力传感器2固定在基座1上，调压阀3和气体压力表5安装在进气管4上，被测静压气浮轴承6通过压板7、轴承固定件8、轴承连接件9、线性驱动器连接件10以及限位螺栓11安装到线性驱动器12上，线性驱动器12与机架13固定，机架13固定在支架14上，力传感器15固定在线性驱动器连接件10上，位移传感器16固定在被测静压气浮轴承6上和基座1上，驱动电机19固定在基座1上，旋转编码器20固定驱动电机19的下部，用于测量驱动电机19转子的转动角度，驱动电机19通过主动齿轮18和从动齿轮17驱动支架14转动。